smart factory 요소적용방안에대한연구smart factory 기술개발목표...
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SMART FACTORY 요소적용방안에대한연구
현대제철
반기영 부장
나승구 차장
이정한 과장
2015년 3월 20일
▣왜? SMART FACTORY가주목받는가?
• 현재 생산성과 품질 외에 해결해야 할 문제들 산재
• 숙련되고 경험 많은 전문가들의 감소 (은퇴,이직)
• 설비 고도화 및 유지 보수 항목 증대로 인한 비용 증가
• Big Data, Cloud, IoT 와 같은 IT 기술의 급속한 발달
• 경쟁 상대 증가와 사용자 요구에 발 빠른 대처 요구
현재 제조업 시스템의 고도화/지능화 필요
▣ Smart Factory 는무엇을해야있는가?
생산성 향상 품질 관리
에너지 절약 환경오염 감소
FACTORY
MES,ERP 등
환경기술, Smart Grid
최적화 기술 개발 자동화 기술 개발
인력
비용
IOT
BIG DATA
가상 현실
CLOUD
IT 기술
SMART FACTORY
SMART FACTORY
▣ SMART FACTOY 발전단계
1800, 1900 년대 : 증기 기관과 산업 혁명
품질 향상 1960 년대 : 전기, 전자 기술의 발전
생산성 향상
원가 절감 1980 년대 : 자동화 기술의 발전
에너지 및 환경 관리 2000 년대 : 통신 기술의 발전
현재 : IT 기술과 제조 기술과 융합
▣ SMART FACTOY 정의
용어정의
Smart : 똑똑한, 총명한
문제발생시이상변화를자각하고알려줌
Intelligent : (학습능력 , 이해력, 논리적인사고에있어서) 똑똑한, 총명한
진행되고있는문제를사전에경고하고대비하게하게함
Smart Factory, Smart Industry, Industry4.0, Smart Manufactory, Intelligent
Factory 등등의목적?
공정 및 에너지생산관리정보가통합연동 되어, 제품의생산성향상및
신뢰도가자동으로최적화되는공장
▣ Smart Factory 기술목표
Keyword : 인터넷, 모바일, 클라우드, 빅데이타, 가상 현실
IT 기술을 활용하여 시공간 제약을 극복하고 진단,분석 등
공장 운용에 필요한 정보를 자동으로 생산
공급자사용자
시간 공간 인공지능지원
▣ SMART FACTORY 연구배경
30년 전 모델의 공장을 지을 것인가? 30년 후 모델의 공장을 지을 것인가?
안정적 설비 운전 환경
설비 운전 경험 풍부
설비 공급사에 의존적 유지보수
폐쇄적 구조로 인해 확장 어려움
직관적이며 친인간적 운전 환경
자동화 및 신기술 적용으로 운전 쉬움
설비 공급사 이외 타사 기술 접목 쉬움
개방형 구조로 인해 기능 확장 쉬움
공장 운용 인원 소수화 및 관리 요소 증대로 인한 비용 증가
운전 및 유지 보수 인원들의 숙련도 편차 감소 방안 필요
▣ SMART FACTORY 기술개발목표
공장 운용 능력 극대화 자동화 기술을 활용한 공장 운용 효율화
공장 관리 요소 최적화
인원 숙련도 편차 최소화
진단 및 분석 기술을 활용한 자동 설비 관리
유무선 기술을 활용한 지원 시스템 개발
- 현재 널리 사용되고 있는 기술 활용 (개발 시간 단축 및 원활한 기술 수급)
- 신기술 도입에 따른 조업 및 정비 영향 최소화 (공장 정지 불가)
- 보안 및 안정성 기술 확보
개발 요구사항
▣ Smart Factory 적용을위한시스템구성
<설비 제어 PLC>
<MASTER PLC>
<HMI SERVER> <Trend SERVER>
- OPC를 이용 별도의 조업 및 설비 정도 데이터 수집및 저장 (* 설비 제어에 영향 없음)
OPC
<OPC-DB SERVER>
<ApplicationSERVER>
<조업 데이타>
<조업 및 설비 정보 데이타>
일반적인 공장 제어 시스템 OPC를 활용한 공장 제어 시스템
▣ Smart Factory 구현을위한설비객체화
현실 디지털가상화객체변환
기계요소
전기요소 EPLAN을활용한정보화 태그및관계를통한가상화
기계/전기/제어
H/W P&ID
S/W 영역
기계/전기/제어
설비사양 그외
<설비 객체화를 위한 정보>
▣ EPLAN을활용한설비객체응용 –운용능력극대화
설비 A
- 기계적 요소
- 전기적 요소
- 상호 연관 관계
EPLAN
- 설비 사양 정보
- 고유 TAG 번호
- 엔지니어링 정보
EXCEL- Data- Information
DataBase
응용소프트웨어(Visual Language, API)
정비시스템 조업시스템 진단시스템
다른시스템과연계하여새로운기능창출
▣ EPLAN의활용한 Smart Factory 응용기술개발
정비자설비A 스마트폰
부품 교체 또는 점검 사항 기록
EPLAN(설비A)
DataBase
갱신최신 도면/정비 이력
IOT Service
Big-data를 활용한 정비 내역 분석(주기적 교환 시기 예측)
공급사부품 A 스마트폰
교체 부품 준비 및 교체품 보관
물류관리시스템(필요 자재 자동 주문 및 발주)
공급시간단축으로재고관리편리
개방형 시스템
Cloud Service
<DATA 교환 서버>
<Application SERVER>
<OPC SERVER>
OPC
설비 및 현장 관리자
무선 필드 트랜스미터
WirelessHART
Wi-Fi
▣무선활용한 Smart Factory 응용기술개발
▣ SMART FACTORY 기술개발
<DATA 교환 서버>
OPC
<고숙련자>
원격 지역 고숙련자
- 영상과 음성을 통해 설비에 대한 정보 확인
- 숙력도 차이를 무선 통신을 이용 원격 지원
- 운전 상태 확인- 정비 이력 조회- 디지털 도면
해당 공장
- 설비 정보 요청- 유지 보수 지원
<Application SERVER> <Application SERVER>
<OPC SERVER> <OPC SERVER>
<방화벽-보안><방화벽-보안>
원료 공급 공장 원료 소비 공장
-인터탁 등 설비 돌발로 인한 위험 정보 공유
-생산 및 소요량 실시간 변화 감시로 운영 효율 최적화
▣ SMART FACTORY 기술개발
상호 운용 최적화 S/W 개발
▣기술융합을통한스마트팩토리구현
설비 객체화 기술
인터페이스 확장 기술
무선 통신 기술
IOT
BigData/Cloud
증감 현실
인터페이스 확장 및무선 통신
재고 관리시스템
정비 지원시스템
가상 조업시스템
품질 자동 관리 시스템
SMARTDATA
생산 최적화 시스템
- 응용 기술들을 융합하여 신기능의 시스템 개발
▣결론및개발방향
Smart Factory Infra 구축
: 시스템 적용 중
: 무선 설비 설치 진행 중
: 응용 기술 개발 중
Smart Factory 구현
: 지능형 운용 자동화 기술 개발
Smart Factory 기능 적용
: 최적 제어 기술 개발
: 광역 통신 인프라 구축
- Smart Factory 는 기술 변화에 빠르게 적응하며 진화하는 공장 임
빠르게 진화 적응 하기 위해서는 개방-협력적 기술 토대 필요
응용 시스템
응용 시스템
사용자
소비자
통신
통신
시공간
사용자
소비자
Smart Factory 진화
기능